現澆隧道混凝土裂縫修補技術

陳三洋，劉保永，何海龍

現澆隧道混凝土裂縫修補技術

陳三洋，劉保永，何海龍

（中交一航局第一工程有限公司，天津300456）

港珠澳大橋主體工程島隧工程西人工島隧道暗埋段墻體混凝土施工時采取了多種抗裂措施，但混凝土表面仍出現少量裂縫。文中詳細介紹了暗埋段隧道墻面裂縫的修補方法，可為其他工程裂縫修補提供借鑒。

港珠澳大橋；混凝土裂縫；表面封閉；化學注漿

1 工程概況

港珠澳大橋島隧工程起于粵港分界線（K5+ 972.454），止于西人工島結合部非通航孔橋西端（K13+413），全長約7 440.546m，包括東人工島、西人工島、沉管隧道、結合部非通航孔橋、島上建筑及附屬設施等工程，混凝土用量大。在西人工島暗埋段隧道混凝土結構施工過程中，雖采取了一系列防裂控裂措施，但墻體混凝土表面仍出現了裂縫。港珠澳大橋主體工程設計使用壽命為120 a，若裂縫修補不當，可能對混凝土結構的耐久性造成不利影響，甚至會危及結構的正常運行[1]。因此須對出現的裂縫進行修補，恢復結構的整體性，實現結構的致密、防滲和耐久[2]。

2 裂縫的分類及修補方法

暗埋段墻體上出現的裂縫寬度為0.1~0.5 mm，長度1~7 m，深度80~300mm，水平間距約3m，在墻面呈豎向分布，從底板與墻體施工縫處呈不同程度蛇形向頂板延伸，部分裂縫達到頂板倒角底部。

根據裂縫寬度，將裂縫分為3類。根據不同的裂縫類型、修補施工工藝和修補材料性能特點，進行了實體模型裂縫修補試驗，選定了裂縫修補材料，制定了裂縫修補技術方案。裂縫分類及修補方法如表1所示[3]。

表1 暗埋段裂縫分類及修補方法Table1 Classification of cracksandmethods for their repair

3 修補材料

II類裂縫采用Concresive 1438環氧砂漿修補，Concresive 1438環氧砂漿為雙組分環氧樹脂粘結漿體，由A、B兩種組分組成，A組分為白色，B組分為黑色，使用時按照2.76∶1的比例均勻混合，具有操作方便、不留掛、堅硬、附著力強、抗沖擊能力強等優點，且能與潮濕表面粘結，可方便使用在難以干燥處理的區域。Concresive 1438環氧砂漿力學性能較好，滿足規范要求，力學性能如表2所示[4]。

表2 Concresive1438環氧砂漿力學性能表Table2 Mechanicalpropertiesof epoxy mortar-Concresive 1438

III類裂縫采用Sikadur 52環氧樹脂修補，Sikadur 52環氧樹脂是一種雙組分、無溶劑，低黏度高強度環氧樹脂基注漿液，不僅可作為混凝土構件之間的結構粘結劑，而且可有效防止水滲透和腐蝕介質的侵蝕。Sikadur 52環氧樹脂固化后無收縮，能夠很好填充裂縫間隙，減小二次開裂的風險。港珠澳大橋西人工島隧道暗埋段處于海水環境中，水滲透及腐蝕介質對混凝土結構的侵蝕嚴重，Sikadur 52環氧樹脂能夠滿足要求，確保大橋使用年限，其性能如表3所示[4]。

表3 Sikadur 52環氧樹脂力學性能表Table3 Mechanical propertiesof epoxy resin-Sikadur 52

4 裂縫觀測

裂縫觀測采用2種方法同時進行，裂縫上粘貼石膏餅及定期檢測裂縫寬度。

拆除模板后，查看裂縫，在裂縫上粘貼石膏餅，用以觀測裂縫寬度是否增大。石膏餅為圓形，直徑約3 cm，厚度約3 mm，采用醫用石膏粉制成，強度適中，固化后受潮濕影響較小。沿著裂縫走向，石膏餅間距約2m，且裂縫首尾各粘貼1個。若石膏餅在裂縫位置開裂，說明裂縫寬度增大，裂縫尚未穩定。

混凝土達到養護期后，對裂縫進行編號，測量寬度及長度，并繪制位置及大致走向。裂縫寬度測量使用ZBL-F101裂縫寬度觀測儀，該儀器采用攝像頭及電子顯示屏，操作十分便捷，裂縫寬度可從顯示屏上直接讀出，精度達0.02 mm。觀測裂縫時，選擇目測最寬位置，使用簽字筆垂直于裂縫劃細線，作為測量位置。觀測頻率為2~ 3 d觀測1次，當連續3次觀測數據基本未發生變化，同時石膏餅未出現開裂，可判定裂縫已穩定，可以進行修補。

5 II類裂縫修補

II類裂縫（0.05 mm≤裂縫寬度＜0.2 mm）采用Concresive 1438環氧砂漿表面封閉修補。使用角磨機沿著裂縫打磨約8 cm寬，清理灰塵后，將Concresive 1438環氧砂漿按照配比調配好均勻抹在裂縫上，寬度8 cm，厚度3mm。

6 III類裂縫修補

III類裂縫（裂縫寬度≥0.2mm）采用Sikadur 52環氧樹脂注漿修補。

1）清理裂縫內雜物，如灰塵、灰漿、油污等。采用高壓空氣吹或丙酮清洗，確保裂縫不被堵塞。

2）粘貼注漿嘴。注漿嘴為鋁制，采用環氧砂漿進行粘貼，間距約20 cm，并確保裂縫處于注漿嘴中心。

3）裂縫封閉。使用環氧砂漿將裂縫連同注漿嘴進行封閉，寬度為裂縫兩側各3 cm，厚度3~5 mm，均勻涂抹。注漿嘴粘貼及裂縫封堵見圖1。

圖1 粘貼注漿嘴及裂縫封堵Fig.1 Affixing grouting nozzleand crack sealing

4）壓氣試驗。待封閉環氧砂漿固化后（一般為24 h）便可進行注漿施工。在注漿施工前，需進行壓氣試驗，氣壓控制在0.2~0.4 MPa，對漏氣部位進行再次封閉。

5）樹脂調配。注漿施工前，須調配注漿樹脂。按照質量比（環氧樹脂∶固化劑）=2∶1調制Sikadur 52注漿樹脂，使用電子秤精確稱量。Sikadur 52可操作時間約40 min，一次配制漿量不能太多，避免浪費。稱量完成后，將樹脂攪拌均勻，調配完成的樹脂呈淡黃色，透明。

圖2 裂縫修補后芯樣Fig.2 Core samples taken after repair of cracks

6）注漿施工。注漿樹脂調制完后，立即開始注漿。從最下方第1個注漿嘴開始，注漿機逐漸加壓，壓力保持在0.2~0.4 MPa之間，待第2個注漿嘴流出樹脂的顏色由乳白色變為透明，且無氣泡時，將其封閉，上方第3個、第4個注漿嘴可能會流出樹脂，封閉這些注漿嘴，待再無注漿嘴流出樹脂后，封閉第1個注漿嘴及流出樹脂的注漿嘴（最上方那個除外），從最上方流出樹脂的注漿嘴開始注漿，如此反復，直至所有注漿嘴都流出透明無氣泡樹脂后，封閉所有注漿嘴，此時，裂縫注漿完畢。

7）飾面。注漿完成后，封閉注漿嘴，待樹脂固化后（一般為72 h），使用電錘拆除密封砂漿，并用角磨機打磨平整，凹陷的部位使用聚合物砂漿抹平，使混凝土表面平整、潔凈、色澤與原混凝土面接近。

7 修補效果

III類裂縫修補完成后，對修補效果進行檢測，利用水鉆取出芯樣[5]觀察（圖2）。芯樣顯示，裂縫中充滿樹脂，無斷層，修補效果好。

8 結語

港珠澳大橋設計使用年限120 a，處于外海環境，海水氯離子含量高，混凝土結構耐久性受到極大挑戰，對于采取了抗裂措施仍然出現的裂縫，如何正確修補非常重要，直接決定結構的使用年限。本文介紹的裂縫修補技術通過了專家的評審，操作便捷，為以后類似工程積累了寶貴經驗。

[1]毛海濱，張保利.混凝土裂縫修補措施及評價[J].中國港灣建設，2015，35（1）:59-63，72.

MAOHai-bin,ZHANGBao-li.Concrete crack repairingmeasures and evaluation[J].China Harbour Engineering,2015,35(1):59-63,72.

[2]GB 50204—2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

GB 50204—2002,Code foracceptance of constructional quality of concrete structures[S].

[3]JTS 311—2011，港口水工建筑物修補加固技術規范[S].

JTS 311—2011,Technical code for repair and strengthening of harbor andmarine structures[S].

[4]JC/T 1041—2007，混凝土裂縫用環氧樹脂灌漿材料[S].

JC/T 1041—2007,Materials for epoxy resin grouting for concrete cracks[S].

[5]GB 50367—2012，混凝土結構加固設計規范[S].

GB 50367—2012,Design code for strengthening concrete structure [S].

Crack repair technology of cast-in-p lace concrete for tunnels

CHENSan-yang,LIUBao-yong,HEHai-long
（No.1Engineering.Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300456,China）

Many crack controlmeasures had been taken during the wall concrete construction of the covered section of the tunnel in thewestartificial island for Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge,butsome cracks still occurred on the concrete surfaces. Methods to repair these cracks are detailedly presented,whichmay provide reference for the repair of crackson other projects. Key words:Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge;concrete cracking;surface closure;cheMical grouting

U641.5

B

2095-7874（2016）07-0073-03

10.7640/zggw js201607021

2016-05-19

陳三洋（1986—），男，湖南邵陽市人，工程師，水利水電工程專業。E-mail:344867064@qq.com